人民日报
故事发生在学校旧仓库。小岚和同学要把一个重约240牛的木箱吊上平台,墙角恰好挂着一套滑轮组,绳端旁边贴着一张便签:“差差差差不多。”他们没有直接用力拉,而是先检查绕绳方式、承重绳段和绳端移动方向,最后发现这张便签其实是在提醒大家:四段承重绳对应四倍左右的理想省力效果,但“差不多”意味着真实测量值不能照搬理想结果。
滑轮个数与承重绳段数量不能直接画等号。两只定滑轮可能只负责改变方向,四只滑轮也可能因为绕绳方式不同而产生不同的承重段数,所以解题时应先画绳路,再数支撑重物的绳段。
当重物静止或匀速上升时,竖直方向的合力接近零,因此可以写成:
把动滑轮和被提升物一起看成研究对象时,四段承重绳的总向上拉力近似为4T。若滑🔑轮组的机械效率用η表示,则可用下式估算:
四段承重绳的位移关系说明,滑轮组没有违反功的守恒规律。重物上升一段距离时,四段承重绳都要相应缩短,因此绳端需要移动约四倍距离。重物上升0.5米,理想情况下绳端大约要拉2米;重物上升1米,绳端大约要拉4米。
省力和费距离是一组同时出现的结果。滑轮组适合把较大的瞬时拉力分散到较长的拉绳距离上,却不能让人用更少的功把重物抬高。🎵实际装置存在摩擦时,输入功还要大于有用功,因此绳端移动距离和实际拉力都不能只按理想公式机械套用。
只经过定滑轮😎的绳段通常不直接增加动滑轮的承重份数。定滑轮可以让人向下拉绳、改变操作姿势,但不能单独把机械优势变成两倍。若题图中只有一个定滑轮,重物仍由一段绳子直接悬挂,理想拉力仍接近重力。
滑轮组绕绳错误通常💯不是算术问题,而是受力对象和绳端位置没有先确定。小岚在仓库检查装置时,把整套滑轮组分成“固定部分”和“运动部分”,再观察每段绳子对运动💯部分的作用方向。